[发明专利]具有耐热层的电化学装置用隔板和包括该隔板的二次电池

说明书

根据本公开内容的隔板和包括该隔板的电化学装置在隔板和电极之间显示出低的内部电阻。所述隔板在耐热涂层中包括耐热颗粒，并且耐热颗粒包括掺杂到无机颗粒的表面的氟(F)。当在电池运行期间电池的内部温度升高时，隔板由于源自耐热颗粒的相变的吸热效应而表现出改进的耐热性。此外，作为电解质成分使用的锂盐的分解被引入到耐热颗粒的氟原子抑制，导致离子传导性和电阻特性的改善。此外，包括引入其中的耐热颗粒的隔板具有优异的电阻特性并且显示出电解质的高氧化稳定性，导致电池的电化学稳定性的提高。

技术领域

本申请要求于2019年8月16日在韩国递交的韩国专利申请第10-2019-0100503号的优先权。本公开内容涉及一种具有改善的耐热性和稳定性的电化学装置用隔板。所述电化学装置可以是原电池或二次电池，并且所述二次电池包括锂离子二次电池。

背景技术

近来，能源存储技术受到日益增长的关注。随着能源存储技术的应用已被拓展至用于移动电话、摄像机和笔记本PC的能源、乃至用于电动汽车的能源，对于研发电化学装置的努力已越来越多得以实现。在这一背景下，电化学装置最受瞩目。在这些电化学装置中，可充电二次电池的开发成为关注的焦点。最近，为了在开发这类电池时改善容量密度和比能，已进行了关于设计新型电极和电池的积极研究。

在商品可得的二次电池中，发展于1990年代早期的锂二次电池备受瞩目，因为它们与诸如利用水性电解质的Ni-MH、Ni-Cd和硫酸-铅电池之类的常规电池相比具有更高的运行电压和显著更高的能量密度。然而，这类锂离子电池存在由使用有机电解质导致的与安全性相关的问题，诸如引燃和爆炸，并且不为所期地需要复杂的制造工序。最近，锂离子聚合物电池已改善了以上提及的锂离子电池的缺点，并因此被视为下一代电池之一。然而，这类锂离子聚合物电池与锂离子电池相比具有相对较低的容量，并且特别是在低温下显示出不足的放电容量。因此，迫切需要解决以上提及的问题。

尽管已从许多生产公司生产了这些电化学装置，但其安全性特性显示出不同的标志。评价并确保这些电化学装置的安全性是至关重要的。最重要的考虑是电化学装置在它们故障时不应损害使用者。出于这一目的，安全性标准严格地控制电化学装置中的引燃和排烟。对于电化学装置的安全性特性，非常担心的是在电化学装置过热而导致隔板的热失控或穿孔时发生爆炸。特别是，常规用作电化学装置用隔板的聚烯烃基多孔聚合物基板因其材料性质和在包括取向的制造工序期间的特性而在100℃或更高的温度下显示出严重的热收缩行为，由此引起在正极和负极之间的短路。

为解决以上提及的电化学装置的安全性问题，已提出一种通过将无机颗粒与粘合剂聚合物的混合物涂覆在用于多孔隔板的片材(基板)的至少一个表面上而具有多孔复合涂层的隔板。该涂层中包含的无机颗粒具有比聚合物材料更高的耐热性。因此，与包括仅使用聚合物材料的基板的隔板相比，即使在电化学装置过热时，也获得了防止正极和负极之间短路的效果。然而，这种复合涂层的形成趋于降低电极和隔板之间的界面电阻，并且由于在重复充电/放电循环期间无机颗粒的氧化而导致电解质的氧化稳定性降低的问题。

发明内容

技术问题

设计本公开内容以解决现有技术的问题，因此本公开内容涉及提供一种包括耐热涂层的隔板和包括该隔板的电化学装置。本公开内容还涉及提供一种隔板和包括该隔板的电化学装置，所述隔板包括包含无机颗粒的耐热涂层，具有改善的氧化稳定性并且在隔板和电极之间显示出降低的界面电阻。将容易理解的是，本公开内容的目的和优点可以通过所附权利要求中所示的手段及其组合来实现。

技术方案

根据本公开内容的第一实施方式，提供一种电化学装置用隔板，包括多孔聚合物基板和设置在所述多孔聚合物基板的至少一个表面上的耐热涂层，其中所述耐热涂层包括耐热颗粒并且所述耐热颗粒包含被引入到颗粒状无机材料的表面上的氟(F)原子。